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生物學的地位——孟德爾与遺傳——遺傳的統計研究——人們后來對進化的看法——遺傳与社會——生物物理學与生物化學——病毒——免疫——海洋學——遺傳學——神經系統——心理學——人是机器嗎？——体質人類學——社會人類學 生物學的地位 自十九世紀末以來，關于生命与其現象的知識大有進展，但指導人們取得這些進展的主要觀念，卻是在1901年以前形成的。二十世紀的數學与物理學，擺脫了牛頓的体系，在思想上引起一場實質上的革命，現在正在深刻地影響著哲學。二十世紀的生物學 仍然遵循著上一世紀所奠定的主要路線前進。 十九世紀末生物學家接受了達爾文的研究成果，奉為定論，差不多放棄了足以表現達爾文的特色的實驗方法——對育种和遺傳進行實驗的方法。自然選擇式的進化論，被人當作确定不移的科學原理加以接受，甚至可說是成了科學信條。當時以為進化的進一步細節，最好在胚胎學中去尋求。這個信念的根据是梅克爾与海克爾的一個假說：個体的歷史乃是种的歷史的重演。 自然也有例外。德·弗里斯那時已經在進行變异的實驗，1890年貝特森（William Bateson，1861-1926年）批評了海克爾的所謂定律的證据的邏輯基礎，提倡回到達爾文的方法。貝特森于是計划并進行了變异与遺傳的實驗，后來很有成就。當時流行的達爾文學說，在物种起源問題上遇到很多困難，以下列二點最為嚴重： 第一個困難是變异大到什么程度才發生新种。討論進化論的較老的著作中，總是假定（雖然有時沒有明白地說出）積累起來形成新种的變异是很小的。但如果變异很小，這种變异對于生物怎么能夠具有充分的有用性以致使具有這种變异的生物优于它們的同類呢？這就是所謂變异太小的困難或起初的變异的困難。 第二個困難大略相似。假定有變异發生，而且假定這种變异能夠存留持久并由此形成長久存在的新种，那么怎樣才能使它們長久存在下去呢？變异的個体与其不變异的同類交配時，是否會把變异消滅掉？這第二個困難常稱為“雜交的淹沒效應”。 貝特森跟著指出，每一個植物或動物育种者都知道，与常態不同的小變异雖屬常見，大的變异也是屢見不鮮之事。德·弗里斯与貝特森到1900年已經對于這個問題進行了不少的科學研究，足以證明大而不連續的突變絕非罕見，而且至少有一部分突變完整地傳給后代。所以，新的品种可以很容易地迅速地确立起來，即令新的种還不能這樣。當時還沒有證据可以說明變异的原因；人們只是把變异的存在當做冷酷的事實接受下來。但是如果承認變异的存在的話，它們的不連續的現象，似乎很可以減少達爾文進化論的困難。而且就在同年（1900）又有一些新的事實（或者說久已遺忘的舊事實）被人發現出來。 孟德爾与遺傳 与達爾文后期的工作同時（1865年），有人在布呂恩（Brunn）修道院進行了一系列研究。假使達爾文當初知道這件事，他的假說的歷史可能就大不一樣了。奧地利的西里西亞人、奧古斯丁教派的僧侶、最后擔任康尼格克洛斯特（Konigskloster）修道院院長的孟德爾（G．J．Mendel），不相信單單達爾文自然選擇的理論就足以說明新种的形成。他進行了一系列的豌豆雜交實驗。他的研究成果在當地科學學會的叢書中發表，湮沒無聞至四十年之久，1900年經德·弗里斯、科倫斯（Correns）与切瑪克（Tschermak）等重新發現，并由這些生物學家以及貝特森等加以證實和擴充，才開始了現代遺傳學的研究，使這門學問發展為精确的實驗和實用科學。 孟德爾的發現的本質在于它揭示出，在遺傳里，有某些特征可以看做是不可分割的和顯然不變的單元，這樣就把原子或量子的概念帶到生物學中來。一個机体總是要么具有，要么不具有這些單元之一。具有或不具有這些單元构成一對相反的特征。例如以高莖或矮莖的豌豆和同類交配，則其后代也保存其特征。但如果使它們互相雜交，其后代雜种仍具高莖，貌似具有高莖的親体。于是高莖稱為“顯性”特征，而矮莖稱為“隱性”特征。但如果使這些高莖雜种以通常方式互相交配，它們的遺傳情況卻和它們所貌似的親体有所不同。它們后代不是純种，而是互相不同，3／4有高莖，1／4有矮莖。矮莖的仍產純种，但高莖的只有1／3產高莖純种，其余2／3，在下一代中重演第一代雜种的現象，又再產生具有純的矮莖、純的高莖与混种高莖三類。 如果我們假定原祖植物的生殖細胞各具有高莖和矮莖兩相反特征之一，則上面所說的關系不難解釋。高的与矮的雜交以后，所有的雜种雖外貌与高的親休、即具有顯性特征的親体相似，但其生殖細胞有一半具有高莖特征，另一半具有潛伏的矮莖特征。每一個生殖細胞只有高或矮一种特征，而不能同時有兩种特征。因此，當這些雜种的雄雌二細胞偶然配合產生新個体時，就高与矮兩個特征而言，同類或异類細胞相配合的机遇相等；若為同類，則具有高莖特征的細胞互相配合的机遇和具有矮莖特征的細胞互相配合的机遇也是相等的。故第二代當有1／4為高的純种，1／4為矮的純种，其余一半則為雜种。但因高莖特征是顯性，這些雜种在外貌上都和高的純种相似，效就外貌而言，3／4是高莖的。 從物理學近來的趨勢來看，這是饒富興趣的事，因為這一理論把生物的特性簡化為原子式的單元，而且這些單元的出現与組合又為概率定律所支配。單個机体內孟德爾單元的出現，正如單個原子或電子的運動，是我們不能預測的。但我們可以計算其所具的概率，因此，按大數目平均來說，我們的預言可以得到證實的。 我們以后還要說明在顯性特征的情況下和在隱性特征的情況下，遺傳方法有所不同。雖然某一個体在它本身具有某一顯性特征時只能把這一顯性特征傳給它的后代，但在其世系里，可以料想不到地有一隱性特征出現。如果交配的兩個個体在它們的生殖細胞內各具有表面上看不見的隱性特征，通常在它們的后代中大約有1／4表現這個特征。可是在多數情形下，遺傳的條件，遠比以上所說的豌豆里兩個簡單對照的特征复雜得多。例如特征之為顯性或隱性，可因性別而异；特征也可相連成對，有的必須聯袂出現，有的互不相容，從不同時出現。 在動植物中，有許多孟德爾式的特征已經發現出來；同時，人們運用這种方法來實際指導育种也收到很大成效，既可以設法把某些符合需要的特性聚集在一個新品种內，又可以把具有有害傾向的特性淘汰掉。動植物的育种者采用這些原理，已經用科學部分地代替了純經驗方法。例如比芬（Biffen）就以選种法得到一個优良的小麥新种，既能不患銹病，又能有很高的產量，而且還具有某些烘烤特性，這几种优點所以同具于一個新种之內，是根据孟德爾的遺傳定律，經過長期實驗得來的結果。 在孟德爾的研究成果重新發現的時候，人們在研究細胞构造的時候已經發現每一細胞核內有一定數目的絲狀体，稱為“染色体”。兩個生殖細胞結合時，在最簡單的情況下，受精的孕卵所含的染色体數目加倍，每种染色体都成雙數，各從父母的細胞而來。孕卵分裂時，每個染色体复分為二，兩個子細胞各有其一半。即每個新細胞從原來的每個染色体接收一個染色体。這种情形在每次分裂時都照樣進行，所以植物或動物的每一細胞，各具有一組成雙的染色体，相等地從父母兩方而來。 生殖細胞起初也有一組成雙的染色体，但在其變化為精子細胞或卵細胞的后期，染色体相聯成對。那時的分殖法不同：染色体不分裂，而是每對的兩成員互相分開，每一成員進入一個子細胞之中。因此每一成熟的生殖細胞接受每對染色体的一個成員，染色体數目減少一半。 細胞現象与孟德爾式的遺傳事實之間的相似性引起好些人的注意。但最先對這個關系給予明确表述，而為人接受的是薩頓（Sutton）。他指出染色体与遺傳因子都在分裂，在每一情況下，都是由各對遺傳因子或染色体自行分裂，不与他對相干。 但由于遺傳因子的數目比染色体的對數要多得多，按理應該有几個遺傳因子与一個染色体相聯系，從而結合在一起。1906年，貝特森与龐尼特（Punnett）在豌豆內發現這种相聯的現象，例如顏色与花粉的形態等某些因子總是在一道遺傳。洛克（Lock）說明了這一發現對于染色体理論的關系。 自1910年以來，摩爾根（T．H．Morgan）与其紐約同事，用繁殖迅速每十天一代的果蠅，對這些關系作了更詳盡的研究。他們發現可遺傳的特性的群數与染色体的對數，兩者之間實在有數上的對應，即都是4。在通常的情況下，這個數字較大；豌豆為7，小麥8，鼠20，人24。 就是在有20對染色体的情況下，也可能有一百万种以上的生殖細胞，這樣的兩套可能的組合數目當更為巨大。由此我們很容易明白為什么在混种中沒有兩個個体完全相同。 遺傳的統計研究 与孟德爾的研究同時，還有人按大數字進行統計，來研究遺傳問題。奎特勒与高爾頓將概率理論与誤差的統計定律應用于人体的變异。在二十世紀仍然有人繼續進行這樣的研究，特別是畢爾生和他的倫敦同事。 通常，只要對大數目進行一次統計就可以求得誤差的常態曲線，或諸如此類的曲線，但德·弗里斯關于月見草的研究說明使用這种曲線有某些危險性。圖10表示三個品种的果實長度的變化。橫標代表長度，縱標代表具有某長度的個体的數目。A与C兩品种具有特有的平均大小，其曲線与常態分配密切相似。但B曲線說明至少可以分為兩群。如果將三個品种的种子放在一道測量，這三個曲線重合為一，而接近于常態形式。根据粗略數据常常很難判斷材料究竟屬于一類還是象在這個例子中一樣由兩群或多群所合成。 約翰森（Johannsen）發現：如果以一個單顆豆种作為一個自交世系的始祖，則這一“純种”個体的變异（如种子的重量），准确地遵循誤差定律。但這种變异不能遺傳；如果將重的种子選出加以培植，后代的种子并不比平均值重。 除去這种同祖的純系以外，通常的混种都有由于祖先特性混合而產生的變异，這种變异是可以遺傳的。選擇雙方都具有某种特性的親体，如快速的跑馬，常能得到一种品种，使所需要的性質高于平均值。高爾頓指出，身材高的父母所生的子女平均來說，即使不象父母那樣高，常常也比种族內的平均高度要高一些。畢爾生等對這現象作了更詳密的研究。如一個种族的男人平均身材為5呎8時，則6呎的人較平均值高4時。按大數目平均來說，6呎高的人的儿子，其平均身材約為5呎10時，即較平均值高2時，而較其父矮2時。這一結果可以用統計術語即所謂“相關系數”來表達，為一半，或0．5。如果子与父身材同高，則此系數為1；如果儿子的身材回到其种族的一般高度，則無所謂關系，此系數為0。再如儿子的身材反較其种族的一般高度為矮，則此系數為負。植物与動物的他种特性都有与此相似的關系，而且就任一特性而言，親子間的相關系數常在0．4与0．6之間。法國一位世代選种者德·維莫蘭（R．L．de Vilmorin）繼續進行了變异和遺傳的研究。他的工作像孟德爾的工作一樣，當時并沒有引起生物學家的注意。他證明，在育种時，要想得到最好的結果，并不在于選擇個別的單体作為親体，而在于選擇平均表現良好的一种植物世系。這個結果不能證明達爾文關于微小變异的遺傳的看法。 有一時期，孟德爾派与根据達爾文的概念、使用了統計方法的“生物測量派”之間，頗有爭執。其實在關于遺傳的任何完備的研究中，這兩派似乎都是需要的。 人們后來對進化的看法 隨著古生物學上的證据愈積愈多，進化論作為對地上生命過程的一般說明，也愈鞏固。例如，事實證明石碳紀并無被子植物，新种与新類的生物是后來才在地球上出現的。 有些生物學家仍然以為對小的變异起作用的自然選擇如果時間延續很久，足可以解釋進化。另一些生物學家以為在孟德爾的變异中肯定可以產生新的品种，所以新的物种是在孟德爾的變异中形成的。更有一些學者，其中還有一些現代思想界的領袖半信半疑，甚至抱怀疑的態度。例如貝特森在1922年說： 就其大体的輪廓而言，進化是很明顯的。就事實而言，是必然的結論。但進化論中同物种的起源和本性有關的那一具体的根本的部分，仍然十分神秘。 系統論者仍然承認有界限分明的物种，無論達爾文的變异還是在遺傳學的實驗中所應用的孟德爾的突變，好象都不能說明物种的根本差异。也許早期的生物机体的可塑性較大，現在已經固定下來，因此僅僅有發生表面上的變化的可能。我們有證据表明就是在眼前，物种偶爾也有可能進入突變的階段；人們認為，德·弗里斯所研究的月見草就發生了這种情況。 第七章所敘述的后天獲得性能否遺傳的問題，仍在爭論之中，人們還沒有普遍承認為了證明這种遺傳而引證的事例是确鑿無疑的。在動物身上發現的那种体細胞分裂而為生殖細胞的過程，在植物体內不能發生在那樣早的階段，所以后天性質的遺傳，在植物內比較可能。關于最新的證据，我們可以提到鮑爾（F．O Bower）所搜集的一些證据。這些證据似乎說明長久連續存在的不同的環境可以在羊齒植物身上造成能夠遺傳的特性。 這里又產生了另外一個困難。變异的發生好象是由于失去一些因子而不是由于增加一些因子。貝特森說： 就是在果蠅身上，在數百個遺傳因子中，很少發現新的顯性特征，即新增加的正的因子，而且我相信這些特征沒有一個屬于在自然情況下可以存在下去的一類。……但我們并不是怀疑進化的實在性或真實性，而是怀疑物种的起源，這是一個技術的，甚至可以說是馴化的問題。這個秘密隨時都可以解快。近二十五年的發現，使我們第一次有可能合理地在事實的基礎上來討論這個問題。綜合將隨分析而來，這是我們不怀疑、也不能怀疑的事。 同時古生物學家，特別是美國的古生物學家，搜集了許多成套的有机体的化石遺跡，數目遠遠超過以前，而且包括許多地質時期，證明生命以各种生命形態連綿不斷；有几种生命的形態，似乎表明進化是遵循著一定路線進行的。這個問題的复雜与困難遠遠超過五十年前想象的程度。進化的大体趨勢已經明瞭，但是要對進化的詳細情況加以新的描述，還有待于更多的知識。 遺傳与社會 遺傳与變异的知識在人類身上的應用由于孟德爾的研究而大大擴大。許多缺乏病与疾病，如色盲，內特爾希普（Nettleship）所研究的先天白內障以及血友病，都是按孟德爾定律遺傳的。有一种常態特性（眼中的棕色素），經赫斯特（C．C．Hurst）研究，肯定證明遵循孟德爾定律，但也有不少跡象說明，人身的許多其他可遺傳的特征，也蒙許多植物与動物的可遺傳的特征一樣是孟德爾單元。事實上，男孩与女孩的出生數目几乎完全相等极其有力地說明性別也是這种單元特性。如果所有的雌性細胞都具雌性，而雄性細胞中半具雌性半具雄性，這一現象便可解釋。 我們知道在動物与植物身上，常有成對的單元特性相連出現，不可分离；或彼此相斥，不能同時出現。在人類身上，實驗既不可能，而觀察所及，也僅限于數代。但研究的能力若能擴大，我們無疑地會發現人類也是許多單元特性的結合体；這些單元特性由雙親而來，互相有關，而且与內分泌腺体傾注于血漿內的各种分泌物的化學性質有關。這些孟德爾特性，究竟是构成人的基本結构呢，還是僅只是建筑在更深入的非孟德爾下層結构上面的表面型式，那就是一個有待將來研究的問題了。 1909年，有人企圖使高爾頓的意見与1869年高爾頓發表他的著作以后積累的知識相适應。高爾頓本來十分重視遺傳，孟德爾派的研究者，如赫斯特、內特爾希普等人的研究以及畢爾生与其門人的數學工作也都說明遺傳十分重要，畢爾生和他的門生還把高爾頓的生物測量方法大加擴充。當時所有的證据似乎說明這樣一個假定是值得研究的：現代國家里的混雜居民必然包含有一些具有各种不同先天特性的混合世系，它們受到了法律、社會、經濟因素与變革所控制的自然選擇的不斷作用。因而居民里的各种世系的相對數目常在變化之中。雖然環境、訓練与教育能使先天性格發展，并給予表現的机會，但卻不能創造這种性格。有才能的人或天才是生就的，而不是造就的，一個民族所蓄的能力實在為自然所限制。 既然适者生存，如果适者的子孫不占很大的數目，則适者對于种族并無多大好處。因此人們就想到應該研究一下一個社會中各階級的家庭的大小。根据有人對檔案進行的統計研究，英國兩代以上的世襲貴族，每一對可以生育的夫婦，自1830至1841年，平均生產7．1個子女，但自1881至1890年，這個數字已經降為3．13。其他能在《名人錄》占，位置的有聲望的人在1870年以前，每一對可生育的夫婦平均有5．2子女，但1870年以后，這個數字儀為3．08。在教士的家庭里与此相當的數字為4．99与4．2。就大尉以上的軍人而言，這個數字為4．98与2．07。至于其他職業的人，詳情雖有差別，但都有同樣的趨勢，有地產的階級，自由職業者階級，以及高等商人階級的子女的生產數減少一半以上。根据技術工人所組織的友誼會的統計，他們所生育的子女數目的減少也大略相等。事實上每對可生育的配偶，平均須有子女四人始能維持人口的數目，可見就是在1909年，社會中最有效的部分，已經相對地与絕對地減少了。另一方面，信奉天主教的家庭、礦工、無技術的工人（更可惊的）低能的人們，仍維持其子女的出生數，而沒有減少。 這种差別的后果的嚴重性，只要計算一下就可以看出。如果勤儉的家庭，每對可生育的配偶僅有子女3人，而1，000人中的死亡率為15，則在100年后原有的1，000人將變為687個后裔。另一方面，在奢惰的1，000人中，如果他們的出生率為33，而死亡率為20，則100年后將有3，600個后裔。假使在1870年出生率開始有顯著差异時，雙方人數相同，則到1970年，勤儉者僅存其原數的1／6，到了2070年，僅存1／30。這樣，勤儉者就淹沒在大量繁殖的奢惰者的大海中了。 在人們進行了這一研究以后的二十年間，出現兩個較有希望的征象：“制裁低能的立法”，對于精神不健全者的出生，已稍加以控制（雖然還不夠）。其次，伍茲（F．A．Woods）指出英美的上等社會中對社會作出貢獻的人士，比較“隋富”有更多的子女，其平均數字的比率為2．44与1．95。這一結果也許說明了節制生育的好效果。凡是想要躲避生育几個孩子的責任、花費与煩惱的人，是自絕于其种族之外。1909年，英國政府宣告，生育許多子女是健 康、賢良公民的責任，希望人人能夠履行。 可是目前，展望仍然令人不安。在現今世界上，不斷的進步，事實上還有一般生活標准的維持全靠了知識分子的工作。從事這种工作的一向只有少數人。他們大部分都出身于子孫日益減少的階級，雖然他們的子女現在還沒有減少到最低的水平。獎學金与其他、從各階級選拔賢能的方法也許能暫時彌補這一缺陷，但一國的才智有限，而且愈到下層社會愈稀少。這些人既變為知識分子，其生育率又再降低，最后遺留的只是無知識的無產階級而已。這樣，國家的优秀分子將逐漸被淘汰，文明前途亦日益危險。由國家控制大部分生產工具的社會主義的政府，在一個獨裁或官僚統治的帝國里，也許能行之有效，即令不能給人民帶來幸福，但在民主主義的國家則將失敗。社會主義与民主主義在流行的政治術語方面雖然比較接近，但在實踐上卻難相容。近來某些國家里所實行的獨裁制共產主義，證明這一种看法是正确的。 出生率的不同，不是現時起作用的唯一選擇因素，我們還可以找出許多別的因素。疾病大概仍然可以消滅易感染者，而保留免疫者。有些法律，雖然是為了他种目的而制訂的，卻也常常產生選擇的效果：如遺產稅就使有產的舊家族迅速地被淘汰，而這些家族卻是國家賴以維持地方公益事業以及教會、海陸軍中的公益事業的。英奇（Inge）認為近來的立法有毀滅中等知識階級的趨勢。由于紡織工厂有雇用女工的習慣，紡織工人的出生率總是很低，而礦工都是男子，其出生率仍高。至少在1925年不景气以前是這樣的。我們必須放棄十九世紀的觀念，以為國家是許許多多有同等潛在能力的個人，只等待受教育，只等待机會。我們應該把國家看做是具有各种天賦遺傳特性的家系的交織网，這些家系在性格和价值上有很深刻的差別，它們的出現或消失決定于自然的選擇或人為的選擇。任何行動，不論是社會的、經濟的或立法的，都要有利于其中某些家系而不利于其他家系，因而改變國家的平均生物特性。 這些一般的觀念得到有名生物學家貝特森在1812与1919年所發表的論文的有力的證實。如果舊的出生率与新的死亡率同時并存，則數百年后地球上將充塞人口而無立足之地。因此，限制出生數是必要的，但是更重要的是限制一國內的低劣的家系，而不是限制优秀的家系。不但如此，競爭不但存在于個人之間，也存在于社會之間。既有劣等的家族，也有劣等的种族。貝特森說： 哲學家宣布人人生而平等。生物學家都知道這句話是不正确的。無論測量人的体力或智力，我們都發現有极端的差別。而且我們知道文明進步純出于少數杰出者的工作，其余的人只不過是摹仿与勞動而已。這里所說的文明，不一定指社會的理想，而是指人類在控制自然方面的進步。國家之間也如個人之間，有同樣的差別。……各國間名人分配的不均，是生物學上的一個事實。法、英、意、德与其他几個小國，自文藝复興以來產生了許多學術界的聞人。在特殊的藝術与科學，如繪畫、音樂、文學、天文、物理、化學、生物學或工程方面，他們各有千秋；但從大處看，這些國家并無优劣之分。 貝特森指出另外一些國家產生的大人物比較少；他把這一事實歸因于它們的生物學特征。可是這個困難問題不能看做業已解決。有些國家所以貌似劣等可能是由于它們還沒有工業化；它們之所以貧窮可能是因為沒有得到歷史發展的机會，目前又沒有机會使有才能的人出現。環境不能創造才能，而卻可以很容易地摧殘才能。總之，迄今為止，生物學的因素，社會學家研究得過少，而政治家簡直不予過問。 遺傳學研究的結果說明，人類社會，如果愿意的話，是可以控制自己的成分的。這件事做起來并不象從前所想象的那樣困難。我們可以采取措施來除去那些屬于人口中不良成分的家系。 將來的希望在于种族中优秀分子的責任感。如果他們能多生子女（伍茲的研究結果告訴我們的，這正是眼前的趨勢），則世界各國可以挽回近七十年來的不良選擇的趨勢，而逐漸提高他們的健康、美麗与才能的平均水平。 生物物理學与生物化學 二十世紀初的生理學的最顯著的特色，是運用物理与化學的方法來研究生理的問題。事實上，差不多可以說生理學已經分成為生物物理學与生物化學兩個分支。 膠体的物理學与化學對于生物學异常重要，因為組成生活細胞的內容的原形質是膠体，其核心較其他部分略為堅實。膠体對于農業科學也變得重要起來，因為過去以為土壤是岩石風化出來的固体粒子和腐敗的動植物質料混合而成的，今天則認為土壤是有机体与無机膠体的复雜結构，其中的微生物也起了重要的作用。我們腳下的土地是活的，而不是死的；土壤与其中眾多生物的功能在于分解其中所含的或從外界得來的原料，使之變為土壤上面的植物的食料。 格雷厄姆在1850年已經認識到晶体与膠体的區別，后來又認識到二者性質上的差异，至少有一個原因是膠体的分子比晶体的分子更大。晶体如糖或鹽的溶液是均勻体，但膠体的溶液是雙相系，在二相間有一個确定的分界面，而且有足夠大的面積，顯示出表面張力的現象。 有些膠体分子頗大，在顯微鏡里也可以看見。這些分子的奇异而不規則的振動，在1828年經布朗（Robert Brown）觀測過，1908年貝蘭（Perrin）證明這种布朗運動是鄰近分子的碰撞造成的。如果是這樣，膠体粒子應該和這些分子具有相同的功能。根据這些粒子的分布与運動，用三种方法求得的數字，同根据貝蘭的假設所得的推論完全相合。 1903年西登托夫（Siedentopf）与席格蒙迪（Zsigmondy）發明“超顯微鏡”以后，就促進了對小的膠体粒子的性質的研究。可見光的波長在400与700毫微米（一毫微米即百万分之一毫米）之間，比這一波長更小的粒子無法清晰地看見。但是如果將一束強光射在這些粒子上，使發生散射現象，在觀測者通過鏡軸与光線正交的顯微鏡來看這些粒子時，粒子的大小和波長大致相等，粒子就在布朗運動中形成一些明亮的光輪；如果粒子大小比波長小得多，粒子就呈現一片朦朧不清的現象。先進的電子顯微鏡將在后面再加敘述。 膠体理論，由于研究了膠体的電荷性質而大有進步。膠体粒子在電力場里東奔西馳，說明這些粒子帶有正的電荷或負的電荷，大概是由于對离子的選擇吸附的緣故。哈迪（W．B Hardy）爵士發現當周圍的液体慢慢變化，由略帶酸性而至略帶鹼性時，某些肢体的電荷發生逆轉。在電荷為中性的“等電點”上，体系便不穩定，膠体即由溶液中沉淀而出。 由是可見粒子所帶的電荷在膠体粒子的溶解中起了某种重要作用。試舉一個大家所知道的例子：當牛乳變酸時，其中的乳酪即凝結。法拉第早已發現鹽可以使膠体黃金的溶液凝結，格雷厄姆也研究過這個現象。1882年舒爾茨（Schultze）注意到凝結力隨鹽的离子的化學价而不同。1895年林德（Linder）与皮克頓（Picton）發現一、二、三价离子的平均凝結力之比，約為1：35：1023。1900年哈迪證明活躍的离子所具的電性与肢体粒子所具的電性相反。1899年，本書作者根据概率的理論研究了這個問題，當時是根据這樣的假定：要中和膠体粒子所帶的异性電荷，使其凝結，需要把最低限度數目的單位電荷同時帶到一定空間之內。离子所帶的電荷与其化學价成正比，所以必須使兩個三份的、或三個兩价的、或六個單价的离子結合起來，而后才能具相同的電荷。根据數學計算，凝結力之比應為1：x：x2，這里x是一未知數，視系統的性質而不同。設x＝32，則得1：32：1024，与上面說的觀測的數值接近。這只是一個近似的理論，因為它把反號离子的穩定作用及其他扰亂因素都略而未論。但所用的方法似乎可以擴大應用于相似的現象，事實上還可以擴大應用于化學化合本身，類似的概率的考慮，現在也應用于化學的熱力學，成為量子物理學的基礎。 粘土內膠体的集合狀況，決定重土壤的物理性質；當土壤的柔軟成份凝聚時，這种土壤才能變得多孔而肥沃。而且由于原形廚具有膠体的結构，膠体的帶電性与其他性質，對于生物學也有很大的關系。例如，化學价關系在生理學上的重要性，可以從邁因斯（Mines）在1912年所發現的一個例子中看出來：角鮫的心髒對于各种三价离子的作用的敏感度比對于二价离子（如鎂）的作用的敏感度約強万倍。膠体凝結時通常會把包含這种膠体的組織毀坏，幸又可以設法保護這些膠体不受電解質的作用。 法拉第已經知道加入一點“膠凍”就可以防止鹽類對于膠体黃金的沉淀效應。目那時以后，邁因斯（1912）与其他生理學家研究過許多這類自身形成乳膠的保護性的肢体。這种乳膠質似乎形成一种薄膜，覆蔽著膠狀質點，不讓它們与活動离子接触。 水的純度經過反复蒸餾而增加，其導電度降落到一個极限值与每公升內大約10[-7]克分子的氫（H+）与羥（OH-）离子的濃度相當。如果在水里加酸，氫离子濃度自然增加，測量一种介質的酸度，常用這個量，不但在物理化學中常用，在土壤科學与生理學中尤其常用。例如在物理化學上，蔗糖的反轉率（由葡萄糖變為果糖的變率）就与氫离子的濃度有關。在農業上，土壤的酸性程度乃是土壤是否需要用石灰處理的尺度。在生理學上，人血內适合于生命的氫离子濃度的最大范圍似乎在10[－7.8]与10－[7.9]之間，常態界限為10[-7.5]与10[－7.3]。由常態反應改變到包含最大可能度的酸，只不過等于在五千万份水中加入一份鹽酸而已。 動物体內包含有复雜的机制，以保持生命所必需的确切的調整。例如，霍爾丹（Haldane）与普利斯特列證明（1905年），呼吸神經中樞對于血內二氧化碳的稀微增加，感覺异常銳敏，這時呼吸作用驟然迅速，而排出多余的二氧化碳。后來更證明起控制作用的因素是受溶解的碳酸影響的血內氫离子濃度。此外還有直接的化學控制。血液与細胞組織內各种物質，如重碳酸鹽、磷酸鹽、氨基酸及蛋白質等与各种酸反應，而成中性的鹽。這樣，這些物質就保護細胞組織，免受酸的作用，而維持近似的中性，所以這些物質叫做“緩沖劑”。 營養問題的研究，在二十世紀頭二十五年大有進步，特別是發現有一种飲食雖然足以供給所需要的全部能量卻不能使發育保持下去。1902年，霍普金斯（Frederick Gowland Hopkins）爵士進行了他的標准的實驗。他證明，如果飼以化學上純淨的食物，幼鼠停止發育，但如果加入少許新鮮牛奶，則發育又复開始。所以新鮮牛奶包含有霍普金斯所謂的“附屬的食物因素”。這种因素是發育与健康所必需的。后來的研究者把這些物体分為几類，通常稱為維生素。維生素A与D主要包含在動物脂肪，如乳酪与魚肝油及綠色植物之內，但兩者的分布略有不同。維生素A能防止感染，并能防止一种眼病，后來知道它与維生素D是兩种東西。維生素D是正在成長的動物骨骼的鈣化所必需的。以后又發現一种惊人的結果，證明：將紫外線照射于儿童身体或其食物之上，在避免佝僂病方面，效果与維生素D相同。1927年，有几個獨立的研究者從食物中提取出可以造成這种效果的化合物，并研究了它怎樣在紫外線的影響下變成維生素。這是一种复雜的醇類，叫做麥角醇，很快就從酵母中制造出來，能發光，從而提供一种“盛在瓶內的日光”。維生素B存在于各种谷類的外皮与酵母之內，可以防治神經炎和一种腳气病。東方吃精米的人多患這种病。維生素C存在于新鮮綠邑植物的組織和几种水果（特別是檸檬）內，可以防治坏血症。在美國近來還發現有第五种維生素，与維持生殖有關。差不多所有的維生素，只要有极少量，就可以產生特殊效果。這些維生素中有几种已經再分為兩种或多种，因而增加了已知的維生素的總數。 內分泌器官對于動物机体的重要性，已經證明遠遠超出前人想象之上。除分泌肉眼可見的分泌物的腺体，如唾液腺之外，還有多种腺体傾注其分泌物于血液之內，向人体各部供應它們的健康与生長所必需的物質。 這些內分泌腺的机制与功能，一向視為神秘。1902年，貝利斯（Bayliss）与斯塔林（Starling）發現前人以為是神經反射作用造成的胰髒分泌是腸內酸質作用所產生、又由血液輸送到胰髒的一种化合物誘導出來的。這种物質被他們命名為內分泌刺激物，平常是當胃內的酸性物進入腸內，需要胰液的作用時，才在消化過程中產生出來的。這一內分泌刺激物的發現，引起人們對于其他類似的內分泌物的注意。每一种內分泌物都在一個器官內產生，由血液輸送至其它部分以顯其功效。哈迪提議給予這些物質以“激素”的總名稱。這個名稱后來為貝利斯与斯塔林所采用，現在已經成為生理學上常用的名詞了。 1922年初，班廷（Banting）与貝斯特（Best）從羊的胰髒中提取出一种物質，注射到割掉胰髒而患糖尿病的狗身上，可使其血液中糖的濃度減少，而恢复對于糖的消化能力。這种提取物是一种激素，名叫胰島素。現時大量制造，用來減輕糖尿病，很有成效。 甲狀腺激素對于身体与精神的健康都是必需的。幼年人缺少這种激素，發育便遲緩下來，而且可以形成一种叫做克汀病的白痴。患者的面貌呈特殊的形象。成年人缺少甲狀腺激素，則發生所謂粘液性水腫。這种病可用甲狀腺提取物醫治，第七章內已經講過了。另一方面，如果激素過多，則發生所謂格雷夫斯病，即突眼性甲狀腺腫。甲狀腺內的有效成分，叫做甲狀腺素，1919年經肯德爾（Kendall）分析出來，其化學构造則在1926年經哈林頓（Ha－rington）測定。他還在實驗室中把甲狀腺素合成出來。甲狀腺素含有大量的碘，食物中缺乏碘質可使人患病，只需服用碘鹽，其效果有時与甲狀腺提取物相同。飼養牛羊和其他牲畜的實驗已經證明，動物的机体也需要碘和食物中的其他礦物質。 几百年來，人們已經知道割去性腺的某些效果，但直到近年才有人對這個問題進行精密的研究。這种工作可以說開始于1910年斯坦納赫（Steinach）的實驗。他證明閹割后的蛙所缺乏的特征，可以用注射別的青蛙睾丸物質的辦法加以恢复。其后更有實驗證明把生殖腺移植到閹割或衰老的動物身上，至少可暫時恢复青春的力量。 我們還可以舉出一些別的例子來說明內分泌的作用。大腦垂体雖小，在過分活躍時，卻可以使身体异常高大，容貌反常，稱為肢端肥大病；另一方面，如果缺乏這种內分泌物，則身材矮小，而患侏儒症。還有一种激素名腎上腺素，藏于腎上腺中，當惊悸及失卻知覺之時，便會分泌，注入血液，刺激所謂內髒神經。反之，如果注射腎上腺素，就會引起通常在激動或恐懼時發生的那些生理現象。這种激素已經分离出來，其化學构造也于1901年經日本人高峰（Takamine）測定。 過去生理學多研究生物化學方面的問題而少研究生物物理學方面的問題，今天物理學方法的使用則日益廣泛。例如有人用測量滲透壓和沉淀率的方法，來估算蛋白質的分子量（參看256与431頁）。 布拉格爵士父子（Sir William and Sir Lawrence Bragg）研究晶体結构的方法（這個問題將在后一章內敘述），已經應用于纖維素、絲蛋白、發角質与肌凝蛋白等絲狀体。阿斯特伯里（Astbury）等人發現，根据X射線的照相圖，可以用分子來解釋這些東西的絲狀性質以及在延伸時肌蛋白与角質的可逆變化。蘭格繆爾（Lang－muir）用有机物的結构式去說明它們的物理性質。這一方法又由亞當（N．K．Adam）加以發展。他發現原子在空間的排列足以說明表皮膜的各种分子的情況。 唐南（F．G．Donnan）在1911年發表了關于平衡膜的理論。他用薄膜將一個電解溶液系統分開，而這薄膜是离子中的一种——通常是一种膠体——滲透不過去的。根据這一理論，薄膜兩邊常有可擴散的离子作不均勻的分布，因而在兩邊的溶液之間，產生電位与滲透壓的差异。這一理論在生物學上有許多應用。1924年，洛布（Loeb）用這一理論成功地說明了蛋白質的膠体性行，此后范·斯萊克（Van Slyke）与其合作者解釋了血流里的离子事實。 血液的化學過程与物理過程近來更加明白。血紅蛋白分子中的非蛋白部分（或血紅素）經證明具有四個□咯環，為一個鐵原子聯接，是許多生物的呼吸物質中所共有的。在許多脊椎動物和某些其他動物的血液里，它与血球蛋白相合，成為運載氧气的血紅蛋白質。差不多在所有的活細胞里，它都出現在所謂細胞色素的呼吸□系里。維爾斯塔特（Willstatter）證明，在植物里，葉綠素分子的核基本上与血紅素相似，只是以鎂原子代替了鐵。他發現了兩种成份稍微不同的葉綠素，1934年他寫出其結构式。其他金屬也可進入呼吸物質中；例如多□類的銅化合物存在于軟体動物与甲殼動物之內，而釩蛋白化合物存在于被囊類海生動物体內。 在研究血液里氧運輸問題的同時，人們還研究了組織里氧化問題。這些變化的复雜程度各不相同，但每一變化部包合□對于底物分子的作用，使氫分子可以脫离出來。維蘭德（Wieland）查明這個過程受到許多存在于一切活組織中的特殊□，即脫氫□的影響。最簡單的情形是一個分子受到一個脫氫□的作用，放出氫，与氧直接化合。在這一過程里，通常有一個或多個氫載体參加進來。這些物質可以還原，又可以氧化，因而它們可以接收并傳遞氫 原子。這些物質里有瓦爾堡（Otto Warburg）的組織氧化□，与“黃□”（這是維生素B2与蛋白質的化合物），還有輔脫氫□，森特-喬爾吉（Szent－Gyorgyi）的琥珀酸（丁二酸），霍普金斯的谷胱甘□与抗坏血酸（維生素C）等。 呼吸□研究方面的主要進展，通常是在發現某种特殊毒物對于某种□的作用的時候取得的。例如氰化物使氧化□不起作用，麻醉劑使脫氫□失效，而玻珀酸的氧化遇胡蘿卜酸（丙二酸）則受到阻遏。 除了食物分子由于不斷地脫氧而氧化之外，組織里還發生水解作用，這就要求分解時增加水分并要求氨基分裂。克雷布斯（Krehs）近來對這些化合物經過怎樣的過程成為尿素被排除出去的問題，進行了研究。一向認為尿素是氨和二氧化碳簡單凝結而成的。他發現這里實際存在著一個复雜的化學反應循環。至于經過這些過程剩下來的小碎塊怎樣氧化而產生其余可用的能量，還不明白。細胞里二氧化碳的產生好象是由于羧化□把它們從-C－COOH群里釋放出來的緣故；它們的活動需要有輔羧化□（維生素B1的磷酸鹽）在場。二氧化碳在血液里是作為重碳酸鹽輸送的。梅爾德倫（Meldrum）与拉夫頓（Rouzhton）從血紅蛋白里分出碳酸酐□，這种□使肺內含重碳酸鹽的血迅速地放出二氧化碳。 細胞可以不經過氧化，而靠了發酵——即分子的無氧分解——獲得能量。巴斯德發現在酵母細胞里這兩個過程是互相對抗的：發酵在無氧時發生，氧化出現時就停止。肌肉內糖原分解為乳酸的過程也是這一類型的反應。肌肉的收縮就是由這一過程造成的。這一情況是1907年霍普金斯与弗萊徹（Fletcher）兩位爵士發現的。近年來這個過程被分析為八個化學階段，需要有兩种物質在場作為磷酸鹽的載体，而且至少為十种□所催化。邁耶霍夫（Meyerhof）、埃姆登（Embden）与帕納斯（Parnas）是這一領域中的主要研究者。人們還研究了淀粉通過酵母的作用變為酒精的同樣复雜的發酵過程，發現其中某些階段与肌肉反應是一致的。 在呼吸載体与細胞□當中；我們已經提到過維生素。這些物質當中某些物質的化學結构以及它們在細胞代謝的复雜過程中所起的作用，在1939年的戰爭以前，由于許多國家的許多研究者的辛勤工作，已經逐漸明白了。不過在發現這些維生素以后，有一個時期，只查明一种維生素的化學結构，那就是抗佝僂病的維生素D；至于這种維生素怎樣發揮調節鈣和磷的代謝的功能，仍然弄不清楚。馮·歐勒在1929年發現維生素A与植物里的葫蘿卜色素有密切的關系。這是一种复雜的不飽和醇類，是維持某些組織，如中樞神經系、視网膜与皮膚的健康所必需的。夜盲是維生素A缺乏病的早期症狀。瓦耳德（Wald）已經闡明了這种維生素通過怎樣的化學反應造成視网膜的感光色蛋白。同哺乳動物的繁殖有關的維生素E的化學結构以及可以使血液凝結，防止出血的維生素K的化學結构也查明了；它們都是□的衍生物。 “維生素B”已經證明是許多物質的混合体。維生素B1，也稱抗神經炎素，存在于酵母和植物种子之內，許多研究者都分离出它的結晶，而認為它是嘧啶-塞唑類的化合物。上面講過，它是脫羧□的一部分，可以分解部分氧化了的碳水化合物。正是由于這些化合物在缺乏這种維生素的情況下累積起來，才產生多發性神經炎和腳气病的特有症狀。有些病人需要純化的B1，才能治愈。維生素B2在化學上叫做核黃素，對于細胞的氧化很有關系。复式維生素B的另外一個成分是煙草酸，很多年來即知其存在于煙草之內，是輔脫氫□的一個組成部分，可以防治吃玉蜀黍的人常患的一种名叫陪拉格拉病（pellagra，亦名糙皮病）的缺乏症。一种□啶化合物，維生素B6可以防治老鼠常患的類似陪拉格拉病的皮炎。還有B3、B4和B5尚在研究之中，一件有趣的物种差別是：雀鳥需要B3而哺乳動物卻需要B4。 B1對于動物与植物同屬必需之物，尤其儲藏于植物种子之內。植物能自己制造B1，有些細菌、酵母与真菌，和動物一樣，需從外面吸取B1。維生素C即抗坏血酸，好象在大多數動物体內都能合成。据現在所知，只有人、猴和豚鼠缺少了這种維生素才會患環血病。就化學結构論，C是最簡單的一种維生素，极不穩定，具有高度還原能力的化合物，在結构上与精相關，結构式為C6H8O6（見253頁），在細胞代謝里中大概充當氫遞体。它在葉綠素和發芽种子里的胡蘿卜素形成以前便形成了，因而維生素C可能是綜合這些基本物質的机制的一個部分。在動物体內它大量存在于兩种內分泌腺里，即垂体与腎上腺皮質里。 人們一向把維生素叫做是必需的微量食物。我們也可以把它們看做是机体不能自己制造的激素，因為激素与維生素相同，也是人体各部分健康与發育必需的微量物質。關于內分泌腺所制造的分泌物或激素的研究已經成為一种專門的學科，叫做內分泌學，是界于生理學与病理學之間的一种邊沿學科。 我們對于性激素的了解近年來進步很快。在早期關于睾丸激素的研究（337頁）之后，阿倫（Alien）与多伊西（Doisy）又發現了一些新方法，證明對割掉卵巢的老鼠注射卵巢提取物可以恢复其雌性周期。1927年，阿舍姆（Aschheim）与宗德克（Zondek）發現怀孕動物的尿是雌性激素的一种方便來源。人們已經把四种密切關聯的雌激素分离出來，而且定出它們的化學的結构，還從卵巢提出第五种最活躍的雌二醇。在黃体內發現一种相關的物質，名叫孕酮，排卵后就在卵巢之內形成与妊娠的准備和維持有關。人們還定出四种化學性質類似的雄激素的結构。1930年，馬里安（Marrian）指出，不論在雄性動物体內或雌性動物体內，雄雌兩种激素都有，而且這种激素還存在于植物內；一种物質既可以充當雌性的激素，也可以充當雄性的激素，觀條件而定。這些性激素都是甾醇，即菲的碳氫化合物的衍生物，与略帶雌激素性質的維生素D有密切的關系，而且与肯納韋（Kennaway）等人從煤焦油提出的致癌物質有關。但是甾醇結构并不是增進雌性性欲的活動所必需的，因為多茲（Dodds）和他的同事已經從一种簡單得多的碳氫化合物合成了一些能夠大大增進雌性性欲的物質。 性激素和腦垂体分泌的研究使我們了解到雌性周期的复雜的激素模式，因而開辟了有价值的治療方法。有很大用處的妊娠試驗就是靠在尿中尋找胎盤釋放到血液里去的激素物質。 腎上腺皮質的激素近來被人制成很有效的藥物，肯德爾發現這种藥物是若干類似甾醇的物質混合而成的，皮質好象是這些物質的工厂与儲蓄庫。腎上腺皮質缺乏病叫做愛迪生病，如果在實驗中將皮質割掉，几天后就會有死亡現象。 1924年，科利普（Collip）首先提出副甲狀腺激素的有效成分，并發現它表面上具有蛋白質的性質。它調節鈣与磷的代謝。如果缺少這种激素，血鈣就會降低，而出現手足搐搦的現象，即神經系統的過度興奮，肌肉痙攣的發作；在施行手術割除生病的甲狀腺時，由于同時割掉了不認識的副甲狀腺，常常發生這种痙攣現象。 激素研究方面最有興趣的一件事也許就是人們認識到垂体具有控制与統一調節作用。垂体激素負責刺激性激素的分泌和黃体的形成，這樣就決定了青春期的開始，女性的月經周期的維持和妊娠的過程。垂体主宰授乳的開始，我們可以在沒有卵巢的雌性動物（甚至雄性動物）的乳腺上來證明它的作用。垂体分泌物還影響甲狀腺与腎上腺皮質。垂体提取物（垂体素），往往能促進身体的代謝，增長脂肪的氧化，而降低碳水化合物的消耗。垂体激素的化學結构還不明白，但它們似乎具有蛋白的性質。 有些作者把激素類擴大到另一類所謂“神經分泌”的物質。它們以化學反應方式把刺激從神經末梢傳到起反應的細胞。1867年便發現一种這樣的物質，名叫乙□膽鹼。1906年更發現乙□膽鹼注入血循環內，能暫時擴張小動脈，所以有顯著而短暫的降低血壓作用。乙□膽鹼的這一和其他反應，与刺激迷走神經或副交感系統其他神經所引起的反應相仿。因此，洛伊（Loewi）与納夫腊迪耳（Navratil）斷定乙□膽鹼可能是神經沖動的化學傳導物。由于一种特殊水解□的作用，乙□膽鹼在組織里的時間异常短暫，長期不能從動物身上提取出來，到1929年，戴爾（Dale）与達德利（Dudley）才從脾內取得。正如乙□膽鹼似乎是從副交感神經系的末梢釋放出來一樣，刺激交感神經系統也能產生一种傳導物質。對這方面的研究成果有很大貢獻的坎農（Cannon）把這种物質命名為“交感素”。許多方面，它和腎上腺素（即腎上腺的髓質所分泌的激素）相象，例如升高血壓与心率，但是人們以為這兩种物質并不是一种物質，只不過彼此協作而已。 現代生理學和生物化學正在慢慢地闖入醫學中。臨床醫學也不但提出問題，而且還為基礎科學提供情報。我們可以以消化現象為例。現在我們對消化現象的了解，實在應歸功于博蒙特（Willam Beaumont）對于一位胃上受了槍傷的人的消化過程所作的觀察（1833），伯納德（Bernard）關于消化道的研究以及巴甫洛夫后來關于消化腺的實驗，這樣就把生理學、病理學和治療學結合在一起。由于放射學的出現，由于1897年坎農使用一种含鋇的不透光食物，臨床醫學家現在已經能夠觀察消化道，這是從前所不能辦到的事。 哈佛的邁諾特（Minot）的研究成果說明飲食具有治療作用。他發現讓病人食肝或注射肝提取物就可以洽愈從前認為不治的貧血症或阻止其繼續發展。1928年，卡斯爾（Castle）發現用正常的胃制成的肉類產品也有類似的作用。1935年梅倫格拉奇（Melen－gracht）證明豬胃的幽門腺也包含有這种防治貧血的物質，這种物質在正常情況下是在胃里形成，從腸里吸收，而儲蓄在肝內的。實踐醫學与理論生理學相互促進的另一個例子，是礦工痙攣病。在高溫下從事沉重勞動的人出汗過多，由汗里失去過多的鹽；如果他們只喝淡水，体液過度稀釋，便發生痙攣而不能工作。礦工、火夫与冶煉工人自然愛吃重鹽食物。近來根据生理學家的建議，發現讓這些人飲用鹽水，代替淡水，就可以避免這种痙攣病。 病毒 本書前几版發行以來，超顯微鏡的病毒研究大有進展。許多疾病如天花、麻疹、黃熱病、流行性感冒和普通感冒經過長期研究，現在已經認識到都是由于病毒所致。牲畜的口蹄疫，大瘟熱，植物的郁金香折斷病，馬鈴薯卷葉病，煙草斑紋病等就是現在發現起因于病毒的感染的几個盡人皆知的例子。 用未涂釉的磁器或壓實的浸潰的泥土過濾有細菌存在的液体，可以把細菌過濾出來，但病毒卻能隨液体通過這些濾器。1892年伊凡諾夫斯基（Ivanovski）用煙草斑紋病證明了這個事實，七年后貝茲林克（Beizerinck）又重新發現了這個事實。萊夫勒（Loeffler）与弗羅施（Frosch）證明口蹄疫也有同樣的現象。不過，現在我們可以用火棉膠片制成特种濾器。這种膠片是用硝化纖維經過戊醇和丙酮處理后制成的，膠片上面有大小規律的微孔；微孔的大小可由水流穿過膠片上的一定面積的流速測定。 利用這种膠片我們就可以估計病毒粒子的大小，可是由于病毒形狀不同，如有的是棒形，有的是球形，仍然有困難。別的几种方法是照相、紫外顯微鏡、高速离心机或讓磁場對真空里的電子射線起作用的電子顯微鏡。用這些方法所得的結果大致相合。病毒的大小不等，大的接近小的細菌（300毫微米），小的如口蹄疫病毒僅10毫微米，而一毫微米是一毫米的百万分之一。 我們所面臨的主要問題是病毒的本質。它是微小的生物抑或較大的化學分子？美國普林斯頓（Princeton）的斯坦利（Stanley用化學方法從煙草斑紋病病毒的懸浮液中得到一种高分子量的蛋白質，具有病毒的一切性質。這种蛋白質有晶体的親合力，而有些病毒是有規則的晶体。同時它們又具有生物的某些性質；病毒所造成的病有傳染性。病毒粒子可以在新寄主身上繁殖。戈特納（Gortner）与萊德勞（Laidlaw）都主張病毒是寄生物的一种高度分化的形態。我們或許可以把病毒看做是一种利用寄主的原形質的無包被之核。 病毒的化學說和生物說都滿有道理，因此，我們或許可以跟著肯尼思·斯密斯（Kenneth Smith）說：“現在還沒有生物的确切定義或生命的确切衡量標准。在這里我們也只能引證一下亞里斯多德在二千多年前說過的一句話：‘從無生命王國到有生命王國，大自然是逐漸過渡的，其間的界限是不清晰的和曖昧的。’”現在讓我們暫時放下這個未解決的問題，至少在還沒有得到更多的證据以前，把病毒看做是介乎生命与無生命之間的模棱兩可的實体吧。 病毒轉移的方法有多种。在動物寄主身上病毒可以通過血液、神經或淋巴轉移，視病毒的种類而定。至于由一個寄主身上轉移到他一個寄主身上的方式，那常常是一個复雜的過程。要研究這個問題，可能就得進行大量實驗，有時還會毫無結果。有些病毒在水中生活，有些在空气中生活。流行性感冒病毒浮懸在空气中的水滴里的時候，還可以保持其傳染性達一小時之久。煙草斑紋病的病毒就是在空气內生活的一個例子。有時新寄主身上要有傷口，如動物身上的抓傷，植物根毛上的裂縫，病毒才能進去。有些病毒以昆虫為媒介，如靠吃玫瑰生活的蚜虫。大多數帶病毒的昆虫都是在吸取花液時通過它們長長的吸嘴感染毒素的。番茄与觀賞植物的病毒是靠牧草虫傳播的，綿羊的狂躍病病毒和牲畜的紅孢子病病毒，是由蜱傳播的。斯密斯發現一种植物病，要有兩种病毒才能引起這种疾病，其中一种由昆虫傳播，另一种用別的方式傳播。這里只舉了几個例子說明其間的關系是怎樣复雜而多樣。 有許多動植物的疾病的傳染方式還不清楚。口蹄疫向我們提出的問題尤其困難。某些傳染病的一次流行与另一次流行之間似乎沒有什么机械的聯系。普通昆虫似乎不是媒介。病毒可以逆風傳染，因此，病毒大概不是由風媒傳染的。某些動物，如兔、鼠或蝟有時可能是禍患的根源。也有人認為病毒是一种名叫歐椋的候鳥群，由大陸帶到英國去的。有一事實是為佐證，那就是，這种候鳥不去的蘇格蘭，很少發生那些突如其來的流行病。 免疫 有關病毒的性質与其傳播方式的實驗，使人們能夠更有效地防治和控制它們的危害，雖然某些早期的經驗方法也是有成效的。本書第七章內已經講過，天花病毒的移植和以后的牛痘的接种，是首先由杰斯提加以試驗，后來又由詹納加以更充分的研究的。人們常常發現病人得過一种傳染病以后，就可以不再感染這种疾病。詹納所用的牛痘或疫苗是一种微弱的天花病毒，可以引起一种和緩的局部病害，其所以能幫助身体抵抗病毒的感染，大概是由于形成了保護性的“抗体”（或“免疫体”），這种抗体和得過天花以后体內所產生的抗体一樣。同樣地，巴斯德利用感染狂犬病的家兔的脊髓制出了狂犬病的弱化病毒。如果將這些弱化病毒注射在剛得病的病人身上，在有毒的病毒還來不及分生的時候，病人身上就產生了防護性的抗体。 這种名叫“免疫”的复雜過程的性質還不很明白。1890年貝林（Behring），北里柴三郎（Kitasato）在打破傷風有免疫性的動物血清里發現了“抗毒素”，不久又通過觀察了解到動物有制造抗毒素的能力，而且這是一個极普遍的現象。 化學家兼細菌學家歐立希（P．Ehrlich）對早期的免疫學有很多貢獻。他在1891年證明植物蛋白，如蓖麻子和相思豆，注射在動物体內以后，都會促成特殊的抗毒素的產生。 十九世紀末，人們才認識到在細菌和許多蛋白性的物質注射体內后，身体的反應是產生一些新化合物，去中和注入体內的物質。這些出現在血液或組織里的新物質叫做“抗体”，而激發產生抗体的物質叫做“抗原”。 近來，蘭德斯太納（Landsteiner）又闡明了抗原的特殊性質的化學基礎。他把重氮化的芳香胺与蛋白配合起來，制成了人造抗原，并且證明，這一特异性是重氮化胺造成的，而不是分子的蛋白部分造成的（1917）。1923年海德爾伯格（Heidelberger）与艾弗里（Avery）又前進一步。他們發現肺炎球菌的“可溶物”有抗原作用，按其化學結构來說是無氮的多糖。 抗原与抗体之間的反應還難于說明；至于免疫反應，有人說這是帶相反電荷的膠体質點的組合，也有人說這是一种吸附現象。歐立希認為抗原与抗体按一定的比例而生化學變化。以后海德爾伯格与肯德爾的研究（1935）提供了有力的證据，說明抗原与抗体按倍數比例化合，因而海德爾伯格說這些化學反應很可能遵照經典的化學定律。 有些病毒疾病，如牲畜的口蹄疫，人的流行性感冒，可能是好几种不同品种的病毒造成的。對某一品种的病毒具有免疫性，也許并不能抵抗其他品种的病毒。在哥本哈根近來已經制出一种疫苗，人們希望它能夠防治三种主要品种的口蹄疫病毒。 鄧金（Dunkin）与萊德勞發現用甲醛使之弱化的犬瘟熱的病毒仍然可以給人一些防疫能力，以后再注射活性病毒就可以證實這一點。另外還有一种雙重注射法，即在動物体上，一邁注射活性病毒，另一邊注射免疫血清。 海洋學 第七章內所講的海洋學的研究有繼續的發展，特別是魚類的生態學。魚類的環游在生物學上既值得研究，對水產的捕撈更有實際的意義。我們常常發現魚類到一定的區域去產卵，通常是向上游游動，然后又分散到下游去覓食。例如北海的鱈魚与板魚的卵和魚苗都在深海里，而鮭魚則產卵在江河上游，幼魚下游到海里去生活，等到成長以后再回到原來出生處去產卵，好象它們每個都具有很好的記憶力。 歐洲的鰻魚，經施米特（Johannes Schmidt）證明，在淡水里度過其成年時代，然后遷居到几千英里外的馬尾藻海的深水里去產卵。施米特還發現住在蘇門答腊的另外四种鰻魚，在西海岸的深海溝里產卵，因為在那里，海水具有适當的深度（五千米）与适當的鹽度。 許多海魚以硅藻和其他小生物為食物。我們在第七章講過，這些小生物統稱為浮游生物。我們研究一下浮游生物的聚集与飄蕩，就可以了解食物的所在處，因而也是魚類的所在處；自第七章寫成以后，這方面的知識又積累了許多。哈爾的哈迪（A．C．Hardyof Hull）教授等人對于北海上空昆虫的飛蕩也進行了不少的研究。 遺傳學 自從細胞學和染色体方面的早期發現以來，科學家做了很多工作，幫助推進了遺傳學，并開始影響植物和動物育种家的實用技術。 負載遺傳因子或“基因”的染色体，在細胞里成對出現，而且在細胞分裂時每個染色体分裂為二，以便在兩個新細胞核里再造成同樣的對數。但是當生殖細胞形成時，每對染色体的兩個成員卻分离開來，各到每個新細胞去，這种過程叫做減數分裂或成熟分裂。生殖細胞里染色体的數目是基本的，被稱為“單倍体”數目。在受精時，兩個單倍体數目由于兩個細胞核的結合而合在一起，這樣造成的新個体，就染色体的數目來說，稱為“二倍体”。但是，染色体也有可能倍增，即出現多倍性，因而在新的營養細胞里就可能出現兩套以上的單倍体。這樣，當細胞包含的染色体數目三倍于、四倍于或多倍于單倍体染色体數目時，就可能出現三倍体、四倍体或多倍体。例如多倍性就出現于小麥、燕麥与栽培的水果中。櫻花是二倍体，梅是六倍体，苹果可能是稍微复雜的二倍体或三倍体。多倍体的情況對不孕的問題大有影響；如果多倍体在其營養細胞里有奇數的染色体，當生殖細胞形成時不能做均等的對分，那么，染色体分配方面的不規律現象就一定要發生，一般就要導致不孕。例如，在桃屬植物中具有奇數染色体的多倍体，常不孕，因而不能結果，僅因其有觀賞价值而被栽培。果實的許多 品种，如苹果的一個品种Cox’s Orange Pippin，各种桃与櫻都不能自身受孕，需要附近有某种其他的品种才能結果。 在解決牽涉兩個遺傳因子和發育因子的性別決定問題方面，我們已經取得相當的進步。我們前面提到的對男女出生數差不多相等的解釋，現在認為是正确的。在人身上和許多動物身上，雌性生殖細胞只具有雌性，而雄性生殖細胞，一半具雄性，一半具雌性。在另外一些動物身上，這种關系反轉過來，雌性動物具有兩類生殖細胞。決定性別的染色体，在有些情況下，已經在顯微鏡下認出來了。例如在研究遺傳用得很多的果蠅身上，雄細胞里的性別染色体，可以看出有不相等的對數，其中一對是鉤狀的。 還有人，特別是克魯（Crew）對性別決定方面的發育因子加以研究，他描述了家禽性別的顛倒。性激素在這里起了一定作用。我們不妨提一提同牡犢孿生而生殖器不完全的牝犢的例子——對這個未生犢的牧牛注射同胎的牡犢的性激素，就可以使它不孕。一种名叫后益（Bonellia）的海生物，其幼虫可以成長為雄性，也可以成為雌性，視它在發育時究竟是依附另一雌体還是依附海底而定。從化學上來說，和病毒一樣，它們的染色体是核蛋白所构成的，而染色体內的基因，也象病毒一樣，或者是自身生殖或者是勸誘細胞的其余部分生殖它們。 受到基因影響的代謝的确切的化學階段，在某些例子里，已經明白。例如有人在鼠身上發現一种基因，是導致矮小的原因。矮小的老鼠缺少制造兩种垂体激素的細胞，如果注射了這一种激素就能得到正常的發育。蒙克里夫（S．Moncrieff）小姐從生物化學的角度說明了造成花的顏色的35個基因的作用。造成白化病的基因可以使缺乏色素的動物的細胞里缺少色素□。已經發現若干基因，有一些對机体有害，有一些阻止發育，還有一些造成早夭。例如有些植物就繼承了抑制葉綠素形成的基因。 在這方面遺傳學与生物化學相互為用。遺傳學家幫助生物化學家把代謝的過程分為各种連續的階段，生物化學家告訴遺傳學家是什么基因在起作用。最后也許還能告訴他們這些基因究竟是什么。生物物理學家与生物化學家的職責在于盡量從物理學和化學的角度去描述生命現象，但是也還有許多別的領域，在那里，這些解釋至少暫時仍然是不夠的。例郊，謝林頓（Sherrington）就說：“在器官的功能起作用以前，身体的各种器官就開始在胚胎里發育。眼睛的复雜結构。在眼睛看東西以前已經形成。感覺与意識也是無法用物理學与化學解釋的。” 人們研究生殖時發現受精有兩個過程：即卵受刺激与卵和精核的結合。1875年，赫特維希（Oscar Hertwig）首先描述了這种過程。他觀察了海膽的精子進入卵中的情況，看到兩個細胞核的并合。刺激有時可以造成單性生殖，生物學家對這一過程進行了不少研究。例如施佩曼（Spemann）就進行了人工雙生。如果一個正在發育的卵一分為二，便形成“同樣的雙生”，如果兩個卵同時受精，則形成“兄弟式雙生”，即可能与同雙親的兩個子女一樣，不一定十分相似。 施佩曼為了進行這一研究，使用了顯微鏡下的外科手術來考察水蜥，因為要在哺乳動物身上進行這樣的考察，技術上的困難很大。胚胎上某些特殊部分的几小塊組織可以決定發育過程，施佩曼稱之為“組織中心”。它們好象包含有可以提供必需刺激的活性化學物質。例如兩栖類身上的一個“組織導体”，是一种象性激素，維生素D和某些致癌物質那樣的甾醇。 蘇黎世的福格特（Vogt）等人考察了胚胎的進一步發育。他將原腸胚染色而觀察其著色細胞的變化。至于胚胎的食物供給情況，李約瑟（Needham）在《化學胚胎學》一書里，對已經獲得的事實，作了簡明扼要的敘述。 1900年左右，孟德爾的研究成果重新發現以后，跟著就發生了爭論，一方面是貝特森所領導的孟德爾主義者，另一方面是畢爾生和韋爾登（Weldon）所領導的生物測量派。生物測量派持有嚴格的達爾文主義觀點，以為進化是從連續的細小變异而來的。這兩派敵對的意見，以后又綜合起來，主要是靠了費希爾（R．A．Fisher）的工作。他用他在數理統計學上的研究成果提供了一种新的研究工具。要測驗一組事實是否合于孟德爾的規律，我們現在使用畢爾生所發明的數學的判別標准。要找人身上的孟德爾式遺傳的例子，我們便參考畢爾生所搜集的數据。諾頓（Norton）、霍爾丹、費希爾与賴特（Wright）運用數學方法在達爾文主義和孟德爾主義的基礎上創立了一种多少帶有詭辯性的進化學說，認為主要的遺傳單元是基因而不是個体。由澤維里科夫（Tsetverikov）開創的關于自然群落的遺傳的研究，證明各种族里可能存在著表面上同質的大數目的隱性基因。群落中品种愈多，自然選擇的速度愈大，因為不适者被淘汰得更快；根据費希爾，适者的增長率与遺傳性的差异度成正比例。 作為孟德爾式發育的基礎的突變，在常態下也常出現，其中有一些可以用染色体的事實說明。但是彌勒發現，X射線對于果蠅的作用可以使突變的數目有所增加。 近來類人猿与類猿人的化石的發現給人類進化提供了證据。在爪哇与中國掘出的化石有很多相似之點，但是中國的北京猿人在發展上處于稍高的階段。有關人科起源的其他古生物學證据還有新生代的中新世与鮮新世地層里的森林古猿化石。這些化石的某几种在特征上已接近現代的類人猿，由此可見，向人科發展的線索和向類人猿發展的線索必定是在鮮新世的早期分道揚鑣的。 新近在南非洲發現的猿化石有力地說明森林古猿很有可能是人科的祖先，雖然中間還有一些空白有待古生物學家的發現加以填補。猿人化石的新材料足以說明猿人具有人科的身材，特別是它們的肢骨已經可以和現代人相比。猿人可能是后期各型人的發展的基礎，其中一個旁支便是穆斯特期的尼安德塔型人。 在進而討論一般化石時，我們注意到，雖然在寒武紀岩層（如在威爾士北部所發現的）里，已經有大多數主要類型的化石，但在寒武紀開始以前便尋不著化石的記錄了。在寒武紀（也許在5億年前）和最古的岩石（根据放射物證据大約在20億年前）兩個時期之間的某一個時候，地上已經出現了生物。生命起源的問題仍然沒有解決。細菌与其他微生物的自然發生說已經為斯帕郎扎尼与巴斯德所否定（參看186，264頁）。有人提出生命可能是由其他行星而來的。但是有生命的机体在宇宙空間的有強烈殺傷性的短波輻射里很難存活；人類為大气小的氧所蔽護，才得免于這些輻射的損害。因此生命必定起源于地球。比細菌更小而更簡單的病毒——差不多和分子一樣大的生物——的發現，重新提出一個老問題：“像病毒那樣簡單的物体需要什么樣的環境？在原始的無机物里是不是也可以找著病毒？”電子顯微鏡或可對解答這問題有一點幫助，但是這問題現時還只好談到這里為止。 神經系統 生理學最重要的分支之一是神經系統的研究。机体和國家一樣，須單元間動作一致，才能有效率与進步，神經就是單元間的交通机构，因而是生理綜合的主要因素。在這一領域中，謝林頓爵士在1906年以后的年份中進行了現代的開路先鋒的工作。亞德里安（Adrian）博士為作者寫了以了一節； 在最复雜的動物体內，神經細胞及由神經細胞延伸出來的纖細的原形質，形成一個中心團塊，依靠周邊的神經纖維与其他部分相互交通。這就是信息從感宮（接收器）傳到中樞神經系統，再由那里傳到肌肉和腺体的通道。神經纖維活動時，其表面常有電位差的微小改變。靠了研究這些改變（近年來還得到真空管放大裝置的幫助），我們已經弄清纖維所傳達的信息的种類。感覺信息与運動信息都是一串短促的“脈沖”，彼此差异很少，兩者相距的遠近，視刺激的強弱而定。但中樞神經系統里的變化情況究竟怎樣，我們還是不得而知，有待解決的問題是發現進去的信息怎樣在那里匯總而又怎樣變成出去的信息使得動物以适當的動作去回答外界的刺激。 要徹底解決這個問題，就意味著從心理學的角度說明動物的全部行為，但謝林頓證明，只要研究一下簡單反射与其相互作用就可以弄清神經系統的許多“整体性的作用”。例如，只有當一群肌肉的收縮伴有對抗的肌肉的松弛的時候，才有可能產生有秩序的運動，而這种情況的發生則是由于進入的信息產生了雙重的作用，既使某些神經細胞興奮起來，又“抑制了”其他神經細胞。他還證明，抑制与興奮兩种狀態的時間關系可以說明為什么一個反射可以順利而准确地繼另一反射而起。在謝林頓創始這方面的研究以后，大家的注意都集中于反射，認為這是了解神經組織的鑰匙，加上巴甫洛夫的工作，就造成了現代心理學机械論的趨勢。 腦是中樞神經系統的最高部分，同視覺与听覺一塊發展，這兩個器官与遠處物体相感應，謝林頓特稱之為“超距接受器”。心理功能的位置在腦的一部分即大腦，而且特別是在大腦皮層。施刺激于大腦皮層的有限區域，四肢等部分便發生局部動作。弗里奇（Fritsch）与希齊格（Hitzig）在1870年首先對電刺激的效應進行了研究，后來又有些人繪出大腦皮層各區域圖形并研究了各區域的反應。其中特別值得一提的有霍斯利（Horsley）、謝林頓、布朗（Graham Brown）与黑德（Head）等人。 小腦是腦的另一部分，經人證明与身体的平衡、姿勢与運動以及三者所需要的复雜調節有關。小腦接受肌肉与內耳的刺激，而作出反應。 不隨意神經系統控制身体的無意識的机能。首先對不隨意神經系統進行透徹研究的是加斯克爾（Gaskell，1886－1889年）和蘭利（Langley，1891年及以后），他們證明這一神經系統雖然有一定程度的補助的獨立作用，本質上仍然是腦脊髓系統的支脈，并且受它的總的控制。 巴甫洛夫在1910年指出，在研究高級神經作用時，不必象通常那樣，引入心理學的概念。較簡單机能的确定的無條件反射，可以變為受其他因素約制的較复雜的反射，但觀察刺激与反應的方法仍可使用。如果一种現象經常与食物聯系在一起，單單這种現象本身就能導致食物所引起的反射動作，例如開飯的鈴聲可以使人垂涎。這個研究方法沒有涉及居間的意識的終极本性問題。但卻促成了一個心理學派的誕生：行為主義的心理學，象生理學一樣；在自己的研究中，對意識是不加注意的。 心理學 在十九世紀，韋伯（Weber）等首先把實驗方法應用于心理學。由于在心理學中采用實驗方法，以后的研究者就創立了一种可以明确列入自然科學之列的心理學。視、味、嗅、触等感覺的靈敏度，可以用机械的方法測量。比較复雜的同類測驗，可以估計記憶、注意、聯想、推理与其他心理功能；還有一套測驗可以用來研究疲乏，對于刺激的反應，手眼間動作的配合。例如芝加哥凱洛爾（Kellor）女士就進行了一些實驗來研究情緒對呼吸所產生的影響。結果她發現黑种女人不象白种女人那樣容易受到影響。在這种研究中，心理學都使用了自然科學的客觀的与分析的方法。 純粹生理學家研究肌肉收縮，內分泌，神經沖動的傳遞及神經沖動与中樞神經系統的聯系的物理學与化學，心理學家從精神角度研究這些身体上的表現。例如黑德爵士對于失語症一類病症的研究就遠不止具有醫學上的意義。1914－1918年大戰中，神經病學家由于研究局部創傷在心理上的影響，而得到許多心理學上的新事實。 海爾巴特、穆勒父子（Mills）与貝恩等聯想學派，以為自我并不象以前的正統觀點所設想的那樣是心理表象的預先存在的源泉，而是相异的觀念的聯想關系所形成的。巴甫洛夫所倡導的“條件反射”的生理學更促進了這种想法，自然要導致所謂行為主義的心理學。行為主義的心理學是沃森在1914年和以后的年份中創立的。這個學派的基本觀念，在1894与1914年就已經由英國心理學家摩爾根（Lloyd Morgan）提出。動物心理學的美國學派就是他創立的。 這些研究者擺脫了用意識去解釋動物的行動的流行觀點，而動物的行為和人的行為，象客觀地觀察物理与化學的事實那樣。沒有人能從外面探測到他人的意識、感覺、知覺或意志；在研究刺激与反應時必須把這些放在一邊。人眼的角膜一被触及，就要眨眼，觀察者對于刺激所引起的感覺，實一無所知。 新生的嬰孩不學而能的反應為數甚少，僅僅有呼吸与啼哭等基本動作。只有高聲或驟失支持能引起他的畏懼。但只要某种條件几次伴隨這些事件發生，小孩不久就學會對這种條件產生畏懼，而不問其間是否有真實的聯系。換言之，即條件反射已經建立。這种條件反射一經建立之后，就只有通過打破自動的聯想的“非條件化”的緩慢過程才能廢止。 据沃森說，思想是一种第二性的產物，它是通過語言的習慣緩慢地獲得的，正象打网球与高爾夫球的技巧是通過肌肉活動得來的一樣。小孩喃喃自語，是外來刺激引起的一种反射行動，心靈上的形象是以詞為中心而建立起來的，以后小孩才逐漸知道不高聲講話要更好一些。但他以為，刺激總是要引起不完全或不發聲的言語。如果我們真的要思想的話，實在是先說而后想。 這一理論的确有几分真理。凡是注意傾听茶余閒話或政治辯論的人都不能加以否認；從心理學的觀點看，這一理論也有不少可以學習之處。可是它的哲學意義卻不應給予過高的估价。如果說按照机械學的定義，人可以看做是一架机器的話，那么，在行為主義者眼里，人就僅僅是刺激与反應的關系，因為行為主義，從它的定義与定理來說，只是一門研究刺激与反應之間的關系的學問。就行為主義的成功方面而言，它證明它的假設導致与事實不相違背的結果，但這些假設的最后實在性的證据，不管它的价值如何，是形而上學的，而不是科學的。 現代心理學，在工業問題上有一個實際的用途。工業活動需要人來做，而人是有情緒、偏見与沖動的，大半很難服從理智或“開明的自我利益”。工業心理學家的職責就在于研究這些因素和更簡單的因素，如疲乏之類，這樣來調整工序活動，使工作不致引起過分的疲勞与厭倦。 每個人在活動中都有自己的自然的節奏与一定的周期活動速度；如果要想得到最好的結果，就必須顧及這种個人的特點。工厂里体力勞動的程序，都經過精密的研究，務使工人的動作簡單化，或更有節奏，以避免疲勞，而增進其生產的效率，在美國尤其是這樣。 同樣，教育心理學也開始用觀察和實驗的方法對儿童心理進行研究。人們已經發明了測驗儿童的心理活動与敏捷程度的方法，還有日益增多的跡象說明，可以想出一些辦法來發現特殊才能以決定儿童的前途。 心理學在醫學上也日益重要。過去一直有人想要發現与心理變化相應的腦內的物質變化，但很少成功，就是在瘋狂病人的觀念和情緒完全錯亂的情況下，生理与病理的測驗方法也發現不了絲毫异常的狀況。隨著每一心境或思想的變化，的确有物質變化，這是無可怀疑的事，但在還沒有确切了解以前，我們只能從心理學的角度去解釋心理与其錯亂。現代精神病理學所涉及的范圍較其名稱為廣，因為變態的研究有助于常態的了解。精神病理學的興起主要應歸功于弗洛伊德（Freud）的研究成果所引起的廣泛的興趣。他研究了無意識的行動与其原因。他所用的方法后來形成一种考察心理的方法叫做“心理分析”法。弗洛伊德的研究成果在現代心理學里加強了決定論的觀念。他認為自細小的過失一直到最寶貴的信念，一切的一切都是由于強有力的本能的作用所致。這些本能隨身体而成長；如果它們的發展受到阻撓或歪曲，它們就可能成為精神不健康的原因。 心理學的另一种應用，就是所謂靈魂的研究，我們還不能斷定這种研究是否能產生有科學价值的結果。在“唯靈論”的現象中，有許多是出于自欺或有意的詐騙。但在合格的觀察者眼里，即使把一切欺騙成分除去，仍有一些現象不能解釋，值得加以科學的研究。要考察這些現象，研究者必須有特殊才能，對歇斯底里和邪術家的法術都要有一些經驗。靈魂研究學會的刊物中載有許多精細的研究，但唯靈論的解釋是否合理，有資格的人士尚無一致的意見。在獲得更多用嚴格的方法檢驗過的知識以前，我們最好不下判斷。 人是机器嗎？ 在最近三百年的生物學史上，活力論与机械論互為消長。笛卡爾的二元哲學認為，肉体与靈魂相反，純粹是机械的，确實是唯物主義的。十八世紀中期和末期的法國百科全書派更進了一步。他們把自己的哲學建立在牛頓的動力學基礎之上，以為人（肉体与靈魂）不過是一架机器。這种見解，不但受到正統派的神學家的批評，而且受到其他作家的科學上更有力的批評。十八世紀末，主要由于比夏的影響，活力論又复指頭。以伯納德為領袖的十九世紀的生理學，加上自然選擇的進化論，引起一种向決定論方向發展的反動，在德國的哲學上的唯物主義學派与生物學家（如海克爾等）中，這种傾向尤為顯著。 諾登許爾德（Nordenskiold）与李約瑟對這場爭論的最近歷史作了扼要的敘述。實驗生理學家与心理學家根据力學物理學和化學定律也适用于有生命物質的含蓄假定，不斷地擴大研究范圍，以為在這种范圍內机械論似乎足以充分解釋生命現象。但有些生物學家，感覺未知的境界還很寬廣，或者對有生命的机体的表面上的目的性深有所感，因此又以為只有把有生命的物体看做有机的整体，才能解釋事實。 在這些研究者之中我們不妨試舉几人：馮·于克斯屈爾（VonUexkull），1922年以為有生命的机体的特點，在于它們是時間中的單元，又是空間里的單元；霍爾丹（1913年）以為在外部和內部環境改變的當儿，動物常有守常不變的傾向；杜里舒（Driesch）以為胚胎的早期發展只能以一种非物質的導引力量去解釋。他如湯姆生（J．A．Thomson）、羅素（E．S，Russell）与麥克布賴德（WMcBride）等都在生命的复雜現象中，舉出了一個或几個無法給予机械解釋的事例。 至于哲學家里格納諾（E．Rignano）認為有生命的物質的本質就是有目的性——有一定目的，力求達到一個目標。這种目的性控制了身体与心靈的生長与功用，遠不是机械与化學的盲目力量所能及的。例如他說： 有生命的物質從溶解在營養液里的极复雜的化學物質之中，絲毫不差地吸取可以重建其机体、保持其本來面貌的化合物或化學基。正因為是選擇，這個過程才有顯著的目的性。 新活力論者的許多論据，建立在現今生物物理學与生物化學知識的空白上面。依賴這种暫時的無知是危險的。這些論据已有一些為新近的研究所駁倒。其他論据，如上面所引的里格納諾的話，在發表時就已經可以加以駁斥。我們只須指出：有生命的物質除了吸取重建其机体的化合物外，也能吸收毒害它的毒物。 洛采認為世界上的机械作用是有絕對普遍性的，也完全是附屬性的。只有机械論的看法才為實驗者提供了可用的工作假設。這只是“一种觀點”，但在它的范圍以內，它是至高無上的。物理科學從數与量度的角度去看自然，机械論的思想線索則由心靈的机杼織到它的基本結构中去。目的論的方面同科學是格格不入的，也必然是格格不入的，雖然它也可能是實在的精神方面的一部分或整個過程的意義的一部分。 韓德遜（L．Henderson）提供另外一种解答。他指出環境也象机体一樣帶有目的論的痕跡。生命，至少是我們所知的生命之所以能夠存在，僅僅是由于碳、氫与氧的特殊化學性質以及水的物理性質的緣故。生命也只能出現于我們這個世界上的溫度、濕度等情況相宜的窄狹的條件范圍內。因此，有机目的論當包含于宇宙目的論之中。 盡管生物物理學家与生物化學家用物理學和化學的概念解釋生命現象，十分成功，愈來愈成功，作為一种哲學看，机械論也還有錯誤。從笛卡爾以來，机械論者以為物理科學揭示了實在，其實它只是從一個角度來看實在的抽象概念。因此，人們才周期性地認識到机械論不是對于實在的完備解釋，這就自然要導致活力論，而認為有一种暫時地或永久地与肉体聯系著的精神或靈魂，可以控制或甚至停止物理定律，以達到某种預定的目的。 活力論者的謬誤，似乎在于他們企圖把目的的概念應用于生理學上的有限度的科學問題。這些問題，按其性質，只能用物理學的分析方法去解決，至于目的（如果有所謂目的的話）只能在整個机体之中起作用，而且或許只有在用形而上學的方法研究實在時才能把這种目的揭示出來，因為只有這种研究才与存在的全体有關。 我們還必須指出：從1925年開始的物理學的最近的變化，看來很可能削弱了机械決定論的論据。哲學給科學上的決定論找到的最有力的證据，一向是從物理學中得來的，因為人們以為在物理學中，存在著具有數學必然性的体系。但如后章所述，新的波動力學好象說明測不准原理乃是物質的基本單元即電子的基礎，因此要同時精密測定電子的位置与速度，是絕不可能的事。于是有人說，哲學上的決定論的科學證据已經被打破了，另外一些人則認為測不准原理不過是我們的測量系統無力處理這類實体的表現而已。 体質人類學 正如對于化石記錄的不斷的研究增強了我們對于動植物進化的一般學說的确切性的信念一樣，二十世紀早期的古生物學上的發現，也證實了賴爾、達爾文、赫胥黎諸人關于人在自然界的地位的一般結論的真實性。此外，關于猿人及各類人种的起源的許多新證据也出現了。我們漸漸明白猿与人可能早在第三紀的新生代中期就互相分化出來。同時他們的血液相似的新資料則提供了生理證据，說明他們目前有著密切的親緣聯系。 1901年，安德魯斯（C．W．Andrews）在埃及法尤姆（Fayum）發現的化石也許可以代表現今哺乳動物的祖先，他還預言早期類型的類人猿也可以在那里發現。這個預言后來在1911年為施洛塞爾（Schlosser）證實。在喜馬拉雅山麓，皮耳格林（Pilgrim）尋得猿化石，其結构的特點，說明它們是人科的祖先。1912年，道森（Daw－son）与伍德沃德（Woodward）在英國蘇塞克斯郡（Sussex）的辟爾唐（Piltdown）地方發現類人的遺骸，埋藏在新生代第四紀岩石之中，且有粗笨的火石工具。（見書末編者注） 1856年，在德國尼安德塔（Neanderthal）山谷中第一次發現了尼安德塔人的骸骨。以后在其他地方又有同樣的發現，因而大大增進了我們對尼安德塔人的了解。這些化石說明尼安德塔人頭大而扁平，眉峰凸出，面孔粗糙，腦雖大但前部卻不完全。尼安德塔人所代表的种類的年代當在包括現有一切种族的所謂智人以前，而且更為凶猛。 尼安德塔人以后，在歐洲有身材高大，頭顱橢長的克羅馬努（Cro－Magnon）人，實在是智人的一种。這种人的火石工具比較完善，其洞穴壁上的圖畫，頗有藝術意味。其他同時或繼起的人种，和克羅馬努人不同，分別命名為索魯特里安（Solutrian）人，与馬格德林尼安（Magdalenian）人等。這以后出現新石器時代的各族人民。他們在游蕩中，把埃及和美索不達米亞的偉大文明傳播到西歐。 二十世紀初，英法兩國的人都普遍地相信相似的文化可以在世界各种族里獨立發生，這信念反使人對于有啟發性的相似之點熟視無睹。另一方面，有一個重要的德國的學派，為拉策爾（Ratzel）1886年所創立，其后又有施米特（Schmidt，1910年）与格雷布納（Graebner，1911年）的研究加以支持。這個學派認為相似的藝術文化起源于各民族的混合。里弗斯（W．H．R．Rivers）對太平洋島嶼民族的各种關系、社會組織和語言，進行了足資楷模的研究，也得到相同的見解。里弗斯的早死是人類學上一大損失。他在1911年促請人們注意德國人的研究成果。這一理論后來也為研究他种藝術的人所采用。斯密斯（Elliot Smith）在研究以香料保存尸体的技術時，尤其是這樣。事實上，到處都有建立獨石碑柱和其他石結构的風俗，它們的方位与太陽和星星既有關系，而且又和埃及的模型相似，可見即使种族不一定同出一源，文化也是同出一源的。 社會人類學 二十世紀內，如果說体質人類學大体上遵循達爾文与赫胥黎所奠定的路線發展的話，那末社會人類學就開辟了新的途徑。這有几個原因：第一，象里弗斯那樣的人久居于原始民族中，對于原始民族的心理有了更親切的認識；第二，哈里森（J．E．Harrison）与康福德（F．M Cornford）等人對希腊宗教進行了研究；第三，弗雷澤、里弗斯、馬林諾夫斯基等人類學家搜集了遍及全世界的大量資料。里弗斯的工作所以重要，不僅是因為他搜集了不少關于原始生活的事實，而且因為他引起了一場方法上的革命。他發現以前探險家用來發問的概括性的話語，完全不是原始人所能了解的。例如問某人是否可以或為什么可以娶他的亡妻的妹妹，這是無用的話。你得先問；“你能娶那女人么？”然后再問：“你和她与她和你的關系怎樣？”一般性的規則必須由個別的例子緩慢地綜合而成。根据他在大洋洲的研究，里弗斯斷言有一种敬畏和神秘的模糊感覺，一般叫做“馬那”（mana），是巫術与宗教的來源，比泰羅所說的精靈崇拜更為原始。 經過長期研究野蠻地區至今仍然存在的原始形式的宗教，人們的觀點完全改變了。過去，不論是信徒還是怀疑者，都以為宗教是一組教義，如果是他們所信仰的，便叫做神學，如果是其他民族的宗教，則叫做神話。就是在人們把儀式考慮在內的時候，人們也認為儀式只不過是公開表示已經規定和固定下來的信仰的一种形式。而從一個觀點來看构成宗教的本質的“內在精神祈禱”卻大半受到忽視，或者与教義混為一談。不但如此，宗教信條，還形成一套完備而不可改异的教義，一勞永逸地照示世人，由一部神圣的經典和一個神圣的教會維護。人們的義務只是接受信條和遵循教規而已。 但哈里森女士說： 宗教總是包含兩個因素：第一，理論的因素，即人對于不可見者的看法——他的神學或神話。第二，人對于不可見者的行為——他的宗教儀式。這兩個因素很少完全分离，它們是以各种不同的比例混合起來的。上一世紀的人主要是從理論角度把宗教看做是教義。例如希腊宗教，在多數有教育的人看來，就是希腊神話。但一加粗略的考察，便知希腊人与羅馬人都沒有任何信條与教條，沒有任何硬性的信仰條目。只有在希腊的祭儀里我們才能找到所謂“忏悔式”，可是并不是表白信仰，而是表白自己所舉行的儀式。我們研究原始人的宗教時，很快就看到模糊的信仰雖多，确定的信條卻几乎沒有。儀式占有优勢而且是強制性的。 我們是由于研究野蠻人才注意到儀式壓倒信條和先于信條的現象，但這种現象馬上就同現代心理學不謀而合。一般人的信念以為我思故我行；而現代科學的心理學則以為我行（或者不如說我對外界刺激有所反應）故我思。因此發生一串的循環現象：行動与思想又成為新的行動与新的思想的刺激。 真正“盲目的异教徒”并不向木石叩頭，而只忙于施行巫術。他并不向神祈求晴天和陰雨；他跳一次“太陽舞”，或學作蛙鳴，希望大雨來臨，因為他已經懂得把大雨和蛙鳴聯系起來。在許多圖騰信仰中，人認為自己与一种動物有密切的聯系，而把它看作是神圣的。有時這种動物被看作“禁物”，而不可接触；有時野蠻人食了它的肉，就覺有勇气与有力量。有節奏的舞蹈，不論是否借助于酒力都可以引人達到狂歡的境界，使意志獲得自由，使人覺得自己有一种超越平常限度的力量。野蠻人不知禱告，但有愿望。 巫術對宗教的關系和對科學的關系如何，仍然是一個爭論的問題。巫術企圖迫使外界事物服從人的意志。原始形態的宗教想依靠上帝和多神的幫助來影響外界的事物。科學比巫術有更清晰的洞察力，它謙卑地學習自然的法則，通過服從這些法則而取得控制自然的能力，這正是巫術誤認為自己已經獲得了的能力。無論這三者的實在關系為何，巫術好象終歸是宗教与科學的搖籃。 野蠻人由于希望實現自己的意志，就創立了一种儀式，然后就利用這种儀式与他們的原始的觀念形成一种神話。他們不能分別主觀与客觀；凡是他所經驗之事：感覺、思想、夢幻或甚至記憶，他都以為是實在的、客觀的，雖然實在的程度或許有差別。 斯賓塞說野蠻人因為夢見死了的父親，想加以解釋，就創造了一個靈魂世界。可是原始人并沒有斯賓塞這种复雜的推理能力。夢境對于他是實在的，也許不象他現在還活著的母親那樣實在，但卻不是假的。他并不尋求解釋，而把夢境當做實在加以接受，他的父親在某种意義上還活著。他感覺自身有一种生命力，他雖然摸不到它，它卻是實在的，因而他已死的父親也必定有這种生命力。父親死后，這种生命力不再寄寓在他的肉体內，但它又在夢中回來：這是一种气息、形象、幻影或鬼魂。這是生命本質与可以分离的幽靈的混合体。 泰羅指出野蠻人力求把常見之物分類，以達到類的概念，因而他們深信同种之物屬于一家，有一個部落守護神保護它們，并有一個名稱，以某种神秘的方式，包含它們的共同的本質。在野蠻人看來，數也是超感覺世界的一部分，而且本質上是神秘的，也是宗教的。“我們能接触并看見七個苹果，但七自身是一奇异的東西，由此物移至彼物，賦予物以七的意義，因此，它應是上界的仙人。” 儀式、巫術与有節奏的舞蹈等神秘經驗，就和這种夢、鬼、名、影、數等混亂的超感覺境界揉合在一起。這些因素相互作用，野蠻人或許就憑借這种交織在一起的感覺与行動形成一种神的概念。 弗雷澤的主要著作《金枝集》是最惊人的社會人類學資料匯編。這部書初版二卷，刊行于1890年，1900年再版，擴大成十二卷。在這部巨著中，弗雷澤描述了原始的風俗、儀式与信仰，其例證取自各种价值不等的來源，如石刻銘文，古代与中世紀的史籍，現代旅行家、傳教士、人种學者与人類學家的記載。有些權威學者以為巫術是宗教与科學的共同來源，弗雷澤則認為它們是次第產生的。當巫術企圖直接控制自然失敗以后，人們就用崇拜与祈禱的方式，祈求神給与這种能力；在人們看到這樣做也沒有效力并且認識天津不變時，他們就踏入科學之門。 另一方面，馬林諾夫斯基認為原始人把可以憑借經驗性觀察處理、可以因襲相傳的簡單活動，同需要祈諸巫術、儀式和神話的、他們所無法直接控制的無法預料的事件，截然地區別開來。馬林諾夫斯基說：宗教的起源應當到人對于死亡的反應中去尋找，它的基本內容在于信仰一個倫理的神靈，在于希望复活。科學是從人們在各种生活技術和手藝中獲得的逐漸增多的經驗中產生出來的。但也有人認為原始人的心靈不能明确辨別自然与超自然的界限。人感覺自己有控制自己的思想的能力，野蠻人把這种能力擴大，以為自己也能控制外物。在他們夢見亡故的父母時，夢境中出現的朦朧的影子就上升成為朦朧的神。這些神想必也能控制万物，比較他自己的能力還大。在酒与舞蹈的刺激下，他感覺自己的能力擴大了，他的靈魂受了這些神的感召。還有受到更大神感的人；他們的君王与祭司，簡直就是神了。 交感巫術企圖用仿效自然現象或其效果的方式來复制自然現象，演變下去，就成為原始宗教的許多象征性的儀式。蔓延最廣的儀式莫過于每年季節循環的戲劇：播种、生長、收獲時節的毀滅、新春時節的万物复蘇——這些都用無數的方式加以象征，流行于許多時代与許多地方。人們最初是舉行儀式，誦念，符咒，以使雨落、日出、生物繁殖。后來，人們又感覺有某种更深刻而神秘的原因在幕后起作用，而且以為生長与凋謝必是神的力量漲落的影響。 這些神与把神的儀式特別流行干地中海東面各地，神的名稱有沃西里斯（Osiris），塔穆茲（Tammuz），阿多尼斯（Adonis）与阿提斯（Attis）。巴比倫与敘利亞人的塔穆茲變成了希腊人的阿多尼斯。塔穆茲是伊什塔爾（Ishtar）的丈夫，她是司丰產的女神。阿多尼斯是阿斯塔爾特（Astarte）或阿弗羅代特（Aphrodite）的愛入。他們的結合對于大地丰產是必要的，因而有許多儀式和神秘劇在他們的廟中表演，慶祝他們的結合。阿提斯是眾神之母西伯耳（Cybele）的儿子，這位女神從前住在弗里季亞（Phrigia）國，于公元204年前被帶到羅馬。舉例來說，從在敘利亞的喇·香拉（RasShamra）地方發掘出來的古物中，就習以看出有這樣一种祭儀。巴勒斯坦好象也受到這种影響。可是《創世記》的作者認為：既然上帝在天上放虹，這樣的儀式是不需要的：“他還存留的時候，稼穡、寒暑、冬夏、晝夜就永不停息了”。 這些巫術祭儀的祀神僅節大同而小异。每年都要哀悼神的死去，殺一個人或一個牲畜，以為象征，并于次日或另一季節內歡呼其复活。在有些祭儀里，祭禮在冬至日舉行，以慶祝新年、太陽或代表太陽的為處女所生的神的誕生。 普盧塔克与希羅多德關于埃及的神愛西斯（Isis）与沃西里斯的故事更加复雜，但其根本觀念与象征意義則完全相同。在希腊化時代主要的埃及神有愛西斯，安努比斯（Anubisit）（導引靈魂至永生界之神）与塞拉皮斯（Serapis），這是“埃及王托勒密一世有意識創造的，是現代人造成功的唯一的神”。塞拉皮斯就是沃西里斯，加上希腊的色彩，目的在于把希腊人与埃及人聯合于共同崇拜之中。埃及人不要他，于是他就成為亞歷山大里亞的希腊神；他和他的妻子在地上的化身便是托勒密皇帝和皇后。 崇奉古波斯米思拉（Mithras）神的祭儀宗教，一方面与地中海邊信奉西伯耳神的宗教极其相似，另一方面又与基督教相似；早期基督教神父很可能認為這种相似是妖魔以假亂真的詭計。當時，這個信奉米思拉的宗教是基督教的勁敵，它有隆重的儀式，又有道德的純洁与不朽的希望。事實上，有一個時期，這兩种宗教在爭奪羅馬世界的斗爭中，似乎就旗鼓相當，不分上下。 基督誕生的前后几個世紀之內，對于古典神話的信仰已經衰微，幫助米思拉神教填補了這种衰微所留下的空隙的是同米思拉神教相似的其他祭儀宗教。這些宗教都企圖通過入教与神交的儀式而与神合為一体。這种入教和通神的儀式，顯然是由更原始的祭儀而來。弗雷澤爵士詳細討論了無數神交儀式的例子以及這种神交儀式与各地原始人民的圖騰主義和崇拜自然的祭儀之間的聯系。然后，他寫了下面一段： 我們從這里很容易了解野蠻人為什么喜歡吃他們奉為神靈的人或獸的肉体。因為吃了神的身体，便可得到神的屬性与能力。如為谷神，谷便是他的身体；如為酒神，葡萄汁便是他的血；所以信徒吃了面包与飲了酒，便取得神的真實肉体与血液。因此在把酒神〔如第沃力索斯（DionysOs）〕的儀式里飲酒不是放縱行為而是嚴肅的圣禮。 信仰雖有變遷，古代的儀式依然存在，而且升華為高級宗教的圣禮。以后就出現了羅馬哲學家或新教改革者的批判精神。西塞羅說： 當我們稱谷為谷神，稱酒為酒神的時候，我們只是使用一种譬喻手法，我們想象到會有什么人愚蠢得竟然相信他所吃的東西是神嗎？ 這种批評精神的謬誤在于它以為人們的宗教信仰与其儀節只靠理智便可以成立，而不知人們的本能是百万年來信奉巫術和崇拜精靈的祖先的遺傳。羅馬教會在實踐中，從來沒有犯過這個錯誤，雖然在理論方面，它卻把自己的哲學——中世紀后半期与十九世紀的——建立在阿奎那的唯理論的基礎之上。 除公元第一世紀的正式的宗教与哲學之外，暗地里還普遍流行著這些更原始的异教儀節与信仰，而且其中還摻和著在這些信仰中和《舊約》所載的希伯來人的某些祭儀中都可以找到的那种犧牲觀念。要想了解基督教發展初期一般人的心理情況，不應忽略這种原始的与東方的觀念的暗流。 弗雷澤對于基督教里所混雜的東方因素，有如下的敘述： 被誤認為是神靈附体的失神的瘋癲，肢体的殘毀重生的理論与流血贖罪，都起源于野蠻時代，自然能夠吸引野性本能尚強的民族。……把粗暴的野蠻性和精神希冀奇妙地結合起來的崇奉大母（即地神）的宗教，只是許許多多類似的東方信仰的一种。這些信仰后來在异教盛行的時代，傳播于羅馬帝國，并把异教的生活理想貫注在歐洲民族心中漸漸摧毀了整個古代文明的大廈。希腊与羅馬社會建立在個人服從集体、公民服從政府的概念上；國家的安全是個人行為的最高目的，遠在個人安全之上，無論在現世或來世都是這樣。……這一切都因為東方宗教的傳播發生改變，因為這些宗教倡導靈魂与神交通与永遠得救是生活的唯一目的，在這种目的的相形之下，國家的繁榮，甚至國家的存在，就變得無關緊要了……這种見解深入人心歷時一千多年。直到中世紀末，羅馬的法律、亞里斯多德的哲學与古代文藝复興起來，歐洲才恢复其固有的生活与行為的理想，對于世界才有了更健全更合人性的見解。文明進展的長期停頓才告終止。東方侵略的潮流終被阻止。 持相反見解的人，也許可以滿有理由指出這節論證欠圓滿。如果神秘主義者的基本假設是正确的，則人的靈魂与神的交通實較政府与民族更為重要。不管人們在這兩种相反的生活理想之間作怎樣的選擇，象弗雷澤這樣一位對這門知識有很大貢獻的專家的意見一定是值得注意与尊重的。 現代歷史研究与人類學研究對基督教的起源与意義問題所產生的影響是一個更深刻而更重要的問題。這個問題至今仍在討論之中。在這一討論里，因襲的与先入為主的成見往往這樣或那樣地影響理性的運用。顯然傳統的基督教義有許多地方与以前或同時代的宗教的類似信仰相似，而且基督教的儀式也有許多地方与异教的祭儀相當。有人以為這些相似之點，說明基督教也應列入第一世紀祭儀宗教之內。又有人指出，近來的人類學的推論或許言過其實。祭儀宗教与早期更原始的祭禮間的關系現在肯定已更加明了，但是祭儀宗教的存在与性質，早為史學家与神學家所熟知。形式的相似并不一定表示來源与意義是相同的。 我們對于基督教，無論采取正統的見解与否，都必須承認現代人類學一方面幫助我們更好地了解到心理學与基本宗教（對于不可見的神力的直接的領悟）的聯系，另一方面也幫助我們更好地了解到原始信仰与比較進步的神學的聯系。 ------------------ 素心學苑 收集整理 |
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